Uudet optiset mittaukset mullistavat terveyden ja hyvinvoinnin seurannan – VTT kehittää puettavia antureita yhteistyössä yritysten kanssa
Lehdistötiedote 20.3.2024
Terveyden ja hyvinvoinnin seurannassa hyödynnetään tänä päivänä yhä enemmän puettavaa elektroniikkaa. VTT:n koordinoima hanke tutkii uusia teknologioita, joiden avulla mittauksilla saadaan henkilön terveydentilasta jatkuvaa ja entistä tarkempaa tietoa kustannustehokkaasti. Lisäksi uudet mittausmenetelmät lisäävät potilaiden hoitomukavuutta sekä liikkumisvapautta ja parantavat potilasturvallisuutta.
VTT on käynnistänyt kaksivuotisen yhteisrahoitteisen PhotonWear -tutkimushankkeen, jossa kehitetään uusia optisia mittausmenetelmiä fysiologisten arvojen ja biomarkkerien mittaamiseen. Mittaustuloksia voidaan hyödyntää erilaisissa terveydenhuollon ja hyvinvoinnin sovelluksissa, joilla seurataan potilaan terveydentilaa, kuten esimerkiksi sydämen toimintaa, verenkiertoa ja aineenvaihduntaa.
PhotonWear on Business Finlandin rahoittama Co-innovation-hanke, ja kuuluu Bittiumin Seamless and Secure Connectivity -Veturi-ohjelmaan. Hanke kestää lokakuun 2025 loppuun. Tutkimuskonsortio koostuu terveydenhuollon ja hyvinvoinnin alojen sekä uusien fotoniikkateknologioiden johtavista yrityksistä, tutkimuslaitoksista ja akateemisista partnereista. Kumppanit ovat GE HealthCare, ElFys, Oura, Bittium sekä Oulun yliopisto. Hankkeessa tehdään myös kansainvälistä tutkijavaihtoa yliopistojen ja tutkimuslaitosten välillä.
Puettavat anturit vastaavat terveydenhuollon monimutkaisiin tarpeisiin. Hankkeen taustalla ovat yhteiskunnan ja väestörakenteen muutokset, kuten ikääntyneiden osuuden kasvu väestössä, mikä edellyttää yhä kustannustehokkaampia ratkaisuja. Samalla myös ihmisten kiinnostus oman hyvinvoinnin mittaamiseen on kasvanut.
”On monia tilanteita, joissa tarvitaan jatkuvaa potilasseurantaa. Kriittisiä parametrejä, esimerkiksi happisaturaatiota ja EKG:tä, mitataan sairaaloissa tällä hetkellä potilaisiin kytketyillä terveydentilan seurantamonitoreilla, mikä rajoittaa itsenäistä liikkumista”, kertoo tutkimustiimin päällikkö, PhotonWear-projektin koordinaattori Teemu Alajoki. ”Puettavilla antureilla, jotka toimivat langattomin yhteyksin, on monia etuja: ne tarjoavat mukavamman käyttökokemuksen sekä kotona että osastolla, ja langattomuus mahdollistaa vapaan liikkumisen. Ne ovat myös noninvasiivisia eli ne eivät edellytä esimerkiksi verinäytteitä.”
Projektissa kehitettävät sensorit perustuvat fotoniikkaan, jossa Suomi on ollut edelläkävijä jo pitkään. Tutkimuksessa keskitytään erityisesti korkean tarkkuuden monispektriseen mittaukseen, joka täyttää kliiniset vaatimukset. Yhtenä tutkimuskohteena on esimerkiksi optinen noninvasiivinen verenpaineen sekä laktaatti- ja glukoositasojen mittaus.
”Optisia sensoreita on nykyisellään vaikkapa sykettä ja sykevariaatiota mittaavissa älykelloissa, mutta tässä hankkeessa keskitymme kehittämään niiden tarkkuutta myös lääketieteelliseen käyttöön sopiviksi ja tuomaan niihin samalla uudenlaista käyttömukavuutta. Tavoitteena on joustava ja jopa venyvä, äärimmäisen käyttömukava ihonmyötäinen elektroniikka, joka on huomaamaton ja toimii vaativissakin käyttötilanteissa”, Alajoki sanoo.
Myös edistynyt data-analytiikka kuuluu tutkimuksen keskeisiin tavoitteisiin. Puettavat anturit keräävät tietoa koko ajan ja lähettävät mitattavan terveysdatan lisäksi automaattisesti myös varoitussignaaleja. Jos esimerkiksi sairaalasta kotiutuvan potilaan tila huononee, poikkeamiin pystytään reagoimaan nopeasti.
Mukana vahvoja vientiyrityksiä
Hanke on Suomelle tärkeä, sillä siinä ratkaistaan paitsi tulevia myös nykyisiä terveydenhuollon haasteita. Mukana on vahvoja vientiyrityksiä, ja hanke voi lopulta avata markkinoita vielä monille muille pienemmille toimijoille.
”GE HealthCare on globaalisti johtava leikkaussaleissa ja tehohoidossa käytettävän potilasmonitoroinnin valmistaja. Suomessa kehitetty Portrait Mobile -tuoteperhe tuo jatkuvan potilasmonitoroinnin myös osastoille ja vapauttaa potilaat liikkumaan, kuten käymään WC:ssä tai kahvilassa tai osallistumaan leikkauksen jälkeiseen kuntouttavaan fysioterapiaan. Tämän mahdollistaa puettava ja langaton teknologia, jota olemme kehittäneet siten, että monitoroinnin luotettavuus vastaa perinteisiä langallisia ratkaisuja. Tavoitteemme on jatkokehittää seurannasta entistäkin puettavampaa, mukavampaa ja tarkempaa”, sanoo GE HealthCaren tutkimushankkeen vastuullinen vetäjä Ilkka Korhonen.
Mittauslaitteissa käytettävät optiset anturit sisältävät uudenlaisen valodetektorin, jonka herkkyys on jopa 50 prosenttia perinteistä tekniikkaa korkeampi. Siitä vastaa yrityspartneri ElFys.
”ElFysin kehittämä musta pii -teknologia mahdollistaa perinteisiä valoantureita huomattavasti tarkemman mittauksen, vaikka mitattava valosignaali olisikin heikko. Tämä parantaa kerättävän datan laatua. Projektissa pääsemme soveltamaan teknologiaamme useisiin erilaisiin puettavan terveysteknologian sovelluksiin”, kertoo ElFysin teknologiajohtaja Antti Haarahiltunen.
Tutkimuksen kohteena ovat lisäksi digitaaliset kaksoset, joilla tarkoitetaan simulointityökaluja. Niiden avulla ihmiskudoksesta tehdään virtuaalinen malli, jolla voidaan mallintaa kudoksen optisia ominaisuuksia. Projektissa kehitetään myös ihoon ja kehon osiin perustuvia realistisia fyysisiä malleja, joita kutsutaan phantomeiksi.
Tutkimushanke edistää osaltaan merkittävästi lääketieteen etädiagnostiikassa sovellettavien teknologioiden kehittymistä, mikä parantaa terveystoimialan kustannustehokkuutta sekä terveysongelmien nopeampaa diagnosointia. Yleistyessään nämä teknologiat vaikuttavat myös ympäristön ekotehokkuuden kehittymiseen.
”Bittium tuo PhotonWear -projektiin teknologiaosaamista sairaalan ulkopuolella tapahtuviin biosignaalien mittauksiin, langattomaan tiedonsiirtoon, tietoturvalliseen datankäsittelyyn ja etädiagnostiikkaan. Projektin tuloksena syntyviä optisia mittausmenetelmiä voidaan hyödyntää Bittiumin tulevissa sydämen toimintaa rekisteröivissä laitteissa ja analytiikassa, kuten myös unenlaadun, unenaikaisten hengityshäiriöiden ja muiden unihäiriöiden monitoroinnissa ja analysoinnissa”, sanoo Bittiumin Medical-liiketoimintasegmentin liiketoiminta- ja tuotantojohtaja Arto Niva.
Mediamateriaali:
Kuva: Kehitysvaiheessa oleva optinen anturi integroituna joustavaan älylaastariin
Lisätietoja:
Teemu Alajoki
tutkimustiimin vetäjä
VTT
020 722 2149
Antti Haarahiltunen
CTO, ElFys
040 739 6048
Ilkka Korhonen
Software Engineering Manager, Sensor Software & Algorithms
GE Healthcare
040 820 1357
ilkka.korhonen@gehealthcare.com
Teemu Myllylä
Oulun yliopisto
050 350 5823
Arto Niva
liiketoiminta- ja tuotantojohtaja
Bittium Biosignals Oy
040 556 9658
arto.niva@bittium.fi
Lisätietoja VTT:stä:
Kirsi Jaatinen, viestintäpäällikkö
Puh. 020 722 6757, kirsi.jaatinen@vtt.fi
www.vtt.fi
VTT on visionäärinen tutkimus-, kehitys- ja innovaatiokumppani. Tartumme globaaleihin haasteisiin ja luomme niistä kestävän kasvun mahdollisuuksia. Autamme yhteiskuntaa kehittymään ja yrityksiä kasvamaan teknologisten innovaatioiden avulla – ajattelemme beyond the obvious. Meillä on yli 80 vuoden kokemus huippututkimuksesta ja tieteeseen perustuvista tuloksista. VTT luo vaikuttavuutta, kun innovaatiot ja liiketoiminta kohtaavat.
VTT – beyond the obvious
Lue lisää: vttresearch.com/fi, LinkedIn, Facebook, YouTube, X ja Instagram
